
- •Методические указания по выполнению курсового проекта
- •Библиографический список
- •Пример 1.
- •1. Исходные данные для расчета двигателя.
- •2. Определение параметров объекта управления.
- •3. Расчет контура регулирования тока якоря.
- •4. Расчет контура регулирования скорости.
- •Пример 2.
- •Пример 3.
- •2. Свойства барабанного котла как объекта регулирования уровня воды.
- •3. Возмущение питательной воды.
- •4. Возмущение расходом перегретого пара.
- •5. Функциональная схема регулятора питания.
- •6. Структурная схема асп питания
- •7. Получение экспериментальным путем переходных характеристик
- •8. Определение передаточной функции объекта регулирования по экспериментальным данным.
- •8.1. Аппроксимация кривой разгона по воде при 10% возмущения со стороны ро.
- •8.2. Аппроксимация кривой разгона по уровню при 10% возмущении расходом воды
- •8.3. Аппроксимация кривой разгона по уровню при 10% возмущении расходом пара
- •9. Определение оптимальных параметров настройки регулятора питания.
- •9.1. Определение динамических параметров настройки приведенного п-регулятора.
- •9.2. Определение динамических параметров настройки пи-регулятора (внутренний контур).
- •10. Выбор технических средств реализации аср.
- •13. Разработка схемы электрической принципиальной регулятора питания
- •443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244
9.2. Определение динамических параметров настройки пи-регулятора (внутренний контур).
Для приближенной оценки динамических свойств реального объекта аппроксимируем его двумя последовательно соединенными звеньями: апериодическим звеном первого порядка и звеном запаздывания. По кривой разгона (15) определяем:
время
запаздывания:
с.
постоянная
времени:
с.
Коэффициент
усиления объекта
.
По номограмме 5.12 а) (16) для апериодического процесса определяем оптимальные параметры настройки ПИ-регулятора статических объектов.
При
находим:
.
Отсюда коэффициент передачи ПИ-регулятора
.
Постоянная времени изодрома ПИ-регулятора
с.
10. Выбор технических средств реализации аср.
В качестве регулятора выберем промышленный регулятор Р25.1.1.
11. Расчет ручек настройки регулятора питания Р25.1.1.
Котел: ИЗЛ-60
Паропроизводительность:
т/час.
Расход
питательной воды:
т/час.
Техническая
нечувствительность по уровню:
мм.вд.ст.
Перепад
давления на диафрагме по
:
кг/см.
Скорость
регулирования ИМ-М70 250/63:
%/с.
Время
выбега ИМ:
с.
11.1. Расчет коэффициента измерительного канала по уровню.
[мВ/мм.вд.ст]
где
-
техническая нечувствительность по
уровню;
-минимально
возможная зона нечувствительности для
регулятора Р25.1.1.
,
т.к. значение входного сигнала
В, а при коэффициенте усиления
измерительного блока
будет
В, то
мВ,
мВ/мм.вд.ст.
-
реализуется на регуляторе Р25.1.1.
,
где
- паспортное значение измерительного
канала по уровню (крутизна датчика),
мВ/мм.вд.ст.
-
максимальное значение ручки потенциометра
,
тогда
дел.
11.2. Расчет коэффициента передачи измерительного канала по воде.
На регуляторе Р25.1.1. ручка настройки по воде реализуется по формуле:
,
где
мВ/мм.вд.ст. – крутизна датчика по воде,
,
где
- коэффициент передачи приведенного
П-регулятора.
Тогда
;
дел.
11.3. Расчет коэффициента передачи измерительного канала по пару.
Т.к.
,
крутизна датчика по пару
мВ/мм.вд.ст., то на регуляторе Р25.1.1. ручка
настройки по пару реализуется по формуле:
дел.
11.4. Расчет динамической настройки регулятора Р25.1.1.
В
пунктах были определены коэффициенты
передачи ПИ-регулятора
и постоянная времени изодрома ПИ-регулятора
.
На регулирующем субблоке регулятора Р25.1.1.динамическая настройка ПИ-регулятора будет реализована на потенциометрах:
а)
время изодрома на потенциометре
с;
б)
коэффициенты передачи ПИ-регулятора
на потенциометре
,
по формуле
,
с.,
где
- коэффициент передачи измерительной
схемы по каналу датчика,
.
При
максимальной чувствительности по
каналам источника
.
Тогда
дел.
12. Анализ переходных процессов при действии существующих технологических возмущений.
12.1. Переходные процессы в системах регулирования при возмущении расходом
питательной воды.
Внутренний контур регулирования.
При возмущении, идущем со стороны питательного клапана (самопроизвольного изменения расхода питательной воды, обусловленного изменением давления воды в питательной магистрали), регулятор с повышенным быстродействием возвращает расход воды в исходной состояние, т.е. должен получить высокочастотный переходный процесс.
На
рис.18 изображен переходный процесс в
системе регулирования при расчетных
значениях
и
.
Процесс имеет динамическое отклонение
т/г и продолжительность процесса
регулирования
с. Статическая ошибка управления
.
Внешний контур регулирования.
При возмущении расходом воды быстродействующий внутренний контур стабилизирует расход воды, при этом внешний малоинерционный контур регулирования не пропускает возмущение внутреннего контура – уровень в барабане котла практические не изменяется.
На рис. 19 изображен переходный процесс регулирования уровня воды при 10% возмущении расходом питательной воды.
Критерии
качества: динамическое отклонение
мм.вд.ст.; время длительности
перерегулирования
с. Данный переходный процесс регулирования
вполне удовлетворителен.
Изменение
расхода пара.
Возмущение со стороны нагрузки потребителя является наиболее серьезным.
Изменение расхода пара может произойти от изменения внешнего потребителя, например: регулятор турбины в какой-то момент времени открыл клапан подвода пара к турбине, увеличивая тем самым расход пара из котла, что приведет в конечном итоге к падению уровня воды в барабане (при этом будет наблюдаться эффект «набухании» уровня в первый момент времени).
Аналогичное явление, но в другом направлении протекает при уменьшении степени открытия клапана турбины.
Таким
образом, из-за наличия ложной информации
приведенный П-регулятор будет иметь
статическую ошибку, для устранения
которой необходимо ввести корректирующую
связь по расходу пара. Коэффициент
измерительного канала
,
но т. к. они все же отличаются, то возникает
переходный процесс. Уровень в барабане
котла отклоняется.
Динамические
отклонения уровня при возмущении
нагрузкой (рис. 20)
мм.вд.ст.,
время регулирования
с.
Кривая удовлетворяет заданному апериодическому закону, а показатели качества соответствуют норме.
Изменение задания.
На
рис. 21 изображен переходный процесс при
изменении задания (
мм.вд.ст.),
автоматический регулятор приводит
уровень воды к новому установившемуся
значению
мм.вд.ст.
Процесс - колебательный.
Показатели качества:
время длительности регулирования
;
статическая ошибка
;
перерегулирование
%.